2018年高考物理第一轮复习课时跟踪练：章末整合提升8 (含解析)

章末整合提升

1．(2017·全国卷Ⅰ)某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表V(量程 3 V，内阻 3 kΩ)；电流表A(量程0.5 A，内阻 0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值 0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干．

(1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图甲所示．

　　　　图甲　　　　　　　　　　　　　图乙

由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(选填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(选填“增大”“不变”或“减小”)．

(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图乙所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为____________W，最大功率为__________W(结果均保留两位小数)．

命题意图：本题主要考查研究小灯泡的伏安特性实验，利用伏安特性曲线计算实际功率及其相关的知识点．

解析：(1)要实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，则滑动变阻器需要设计成分压接法；电压表V应与固定电阻R0串联，将量程改为4 V．由于小灯泡正常发光时电阻约为12 Ω，所以需将电流表外接．

(2)由小灯泡伏安特性曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大．根据电阻定律可知，灯丝的电阻率增大．

(3)当滑动变阻器接入电路中的阻值最大为9.0 Ω时，流过小灯泡的电流最小，小灯泡的实际功率最小，把滑动变阻器视为等效电源内阻的一部分，在题图甲中画出等效电源E0′(电动势4 V，内阻1.00 Ω＋9.0 Ω＝10 Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－10I (V)，图线如图中Ⅰ所示，故小灯泡的最小功率为Pmin＝U1I1＝1.75×0.225 W≈0.39 W．当滑动变阻器接入电路中的阻值最小为零时，流过小灯泡的电流最大，小灯泡的实际功率最大，在题图甲中画出电源E0(电动势4 V，内阻1.00  Ω)的伏安特性曲线，函数表达式为U＝4－I (V)，图线如图中Ⅱ所示，故小灯泡的最大功率为Pmax＝U2I2＝3.68×0.318 W≈1.17 W.

答案：(1)实验电路原理如图所示

(2)增大　增大　(3)0.39　1.17

2．(2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表(量程为100 μA，内阻大约为2 500 Ω)的内阻．可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω，另一个阻值为2 000 Ω)；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω)；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片．

图甲

(1)按原理图甲将图乙中的实物连线．

图乙

(2)完成下列填空：

①R1的阻值为________Ω(选填“20”或“2 000”)．

②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图甲中滑动变阻器的________端(选填“左”或“右”)对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近．

③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置．最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势________(选填“相等”或“不相等”)．

④将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．待测微安表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．

(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_________

______________________________________________________.

命题意图：本题考查测电流表内阻实验．

解析：(2)R1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即R1的电阻为20 Ω，为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器R1的滑片C应移到左端，确保微安表两端电压为零；反复调节D的位置，使闭合S2前后微安表的示数不变，说明闭合后S2中没有电流通过，B、D两点电势相等；将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变．说明＝，则解得RμA＝2 550 Ω.

(3)要提高测量微安表内阻的精度，可调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程．

答案：(1)连线如图　(2)①20　②左

③相等　④2 550　(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程

3．(2017·全国卷Ⅲ)图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和 2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．

图甲

图乙

(1)图甲中的A端与________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接．

(2)关于R6的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)．

A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

(3)根据题给条件可得R1＋R2＝______Ω，R4＝_______Ω.

(4)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示．若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________(结果均保留三位有效数字)．

解析：(1)A端与电池正极相连，电流从A端流出，A端与黑表笔相连．

(2)使用多用电表前，应机械调零，即应调整“指针定位螺丝”，使指针指在表盘左端电流“0”位置，与R6无关，选项A错；使用欧姆挡时，需要红、黑表笔短接，使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，选项B对；使用电流挡时，B端与“1”或“2”相连，与R6无关，C错．

(3)B端与“1”、“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡，如图1所示，由电表的改装原理可知，B端与“2”相连时，有I2＝Ig＋，解得R1＋R2＝160 Ω；B端与“4”相连时，如图2所示，多用电表为直流电压1 V挡，表头并联部分电阻R0＝，R4＝－R0＝880 Ω.

(4)B端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；B端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100 Ω挡，读数为11.0×100 Ω＝1.10×103 Ω；B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V挡，读数为×5 V＝2.94 V.

图1

图2

答案：(1)黑　(2)B　(3)160　880

(4)1.47 mA　1.10×103 Ω　2.94 V

4．(2013·全国卷Ⅱ)某同学用量程为1 mA、内阻为120 Ω 的表头按图甲所示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表．图中R1和R2为定值电阻，S为开关．回答下列问题：

(1)根据图甲所示的电路，在图乙所示的实物图上连线．

图甲　　　　　　图乙　　

(2)开关S闭合时，多用电表用于测量________(选填“电流”“电压”或“电阻”)；开关S断开时，多用电表用于测量______(选填“电流”“电压”或“电阻”)．

(3)表笔A应为________色(选填“红”或“黑”)．

(4)定值电阻的阻值R1＝________Ω，R2＝________Ω(结果取三位有效数字)．

解析：(2)开关S闭合时，电阻R1与电流表并联，多用电表用于测量电流．开关S断开时，电阻R2与电流表串联，多用电表用于测量电压．

(3)根据电流应从电流表或电压表的正接线柱进，从负接线柱出，即从表笔A出，表笔A应为黑色，表笔B应为红色．

(4)开并S断开时，由串联电路知识，Ig(R2＋Rg)＝U，解得R2＝880 Ω；开关S闭合时，由并联电路知识，Ig(R2＋Rg)＝(I－Ig)R1，解得R1＝1.00 Ω.

答案：(1)连线如图所示

(2)电流　电压　(3)黑　(4)1.00　880